SSP_D.FM2
Ob es sich um eine bessere Ausnutzung des Kraftstoffes, eine höhere Leistung oder geringere Abgasemissionen handelt, die Anforderungen an die Motoren werden immer höher. Das stellt die Konstrukteure vor neue Aufgaben und so wird das Motorenprogramm von Volkswagen ständig weiterentwickelt.
Beispiel: Gewichtseinsparung
Das S
ist ke
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Auf den folgenden Seiten möchten wir Ihnen die technischen Neuerungen im Motorenprogramm am Beispiel des 1,4l-16V-55kW-Motors näher- bringen.
Mit geringen Abweichungen in der Motor- mechanik werden diese Neuerungen auch beim 1,6l-16V-88kW-Motor im Polo GTI einsetzen.
Prüf-, Einstell- und Reparaturanweisunge
KD-Literatur.
elbststudienprogramm
n
nen
Hallgeber G40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
das Kunststoff-Saugrohr,
Einführung
Die Hauptunterschiede sind: - das Kurbelgehäuse aus
Aluminium-Druckguß und - der Zylinderkopf, bei dem nur der
Ventilabstand und der Ventilwinkel übernommen wurden.
Die Summe dieser konstruktiven Bemühungen ergab:
- eine deutliche Verbrauchsreduzierung, - gleiche Fahrleistungen im Vergleich zu den
Vorgängermodellen, - Gewichtseinsparungen und - Einhaltung verschärfter
Abgasgrenzwerte in Deutschland.
1,4l-16V-55kW-Motor
Bei einer Drehzahl von 32001/min entwickelt der 1,4l-Motor ein Drehmoment von 128Nm. Seine maximale Leistung von 55kW erreicht er bei 50001/min.
1,6l-16V-88kW-Motor
Im Vergleich dazu erbringt der 1,6l-Motor ein Drehmoment von 148Nm bei 34001/min und eine maximale Leistung von 88kW bei 62001/ min.
Motorkennbuchstaben AHW AKQ Abgasstufe D3
AJV Abgasstufe D3
Verdichtungsverhältnis 10,5:1 10,6:1
Abgasnachbehandlung Lambda-Regelung Hauptkatalysator für MVEG-A II beim Motor AHW zusätzlicher Micro-Katalysator für die Abgasstufe D3 beim Motor AKQ
Lambda-Regelung Vorrohr- und Hauptkatalysator für die Abgasstufe D3
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1,6l-Motor1,4l-Motor
Drehmoment
[Nm]
Leistung
[kW]
Drehmoment
[Nm]
Leistung
[kW]
Durch die Klopfregelung kann der 1,4 l-Motor mit ROZ 91 und der 1,6 l-Motor mit ROZ 95 betrieben werden. Dabei kann es zu geringen Leistungs- und Drehmomentverlusten kommen.
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Motormechanik
Das Kunststoffsaugrohr
besteht aus drei Einzelteilen, die miteinander verschweißt sind. Das Material ist ein hochwertiger Kunststoff aus Polyamid, der kurzzeitig bis 140°C hitzebeständig ist.
Durch den Einsatz von Kunststoff wiegt das Saugrohr lediglich drei Kilogramm. Damit ist es um ca. 36% leichter als ein vergleichbares Saugrohr aus Aluminium. Außerdem hat das Kunststoffsaugrohr eine sehr glatte Oberfläche, wodurch sich die Strömung der angesaugten Luft verbessert.
Das Kunststoff-Saugrohr
des 1,4l-Motors
- die Einspritzdüsen, - der Kraftstoffverteiler, - die Drosselklappensteuereinheit und - der Geber für Saugrohrdruck mit dem
Geber für Ansauglufttemperatur.
Beim 1,6l-16V-88kW-Motor kommt ein Saugrohr aus Aluminium zum Einsatz. Es ist an die Anforderungen des Motors angepaßt.
Das Luftfiltergehäuse ist mit zwei Schrauben am Kunststoffsaugrohr befestigt. Sie dürfen nicht mit mehr als 3,5Nm angezogen werden.
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Das Nockenwellengehäuse entspricht dem früher üblichen Zylinderkopf- deckel. Neu daran ist, daß die Nockenwellen in das Gehäuse
eingeschoben sind. Ihr axiales Spiel wird von den Verschlußdeckeln und dem Nockenwellen- gehäuse begrenzt. Die Nockenwellen sind dreifach gelagert.
Die Ventilbetätigung aus Ventil, Rollenschlepp- hebel und hydraulischem Abstützelement befindet sich im Zylinderkopf.
Die Dichtung zwischen dem Nockenwellengehäuse und dem Zylinderkopf ist eine Flüssigdichtung. Das Dichtmittel darf von Ihnen nicht zu dick aufgetragen werden, da überschüssiges Dichtmittel in die Ölbohrungen gelangen und damit Motorschäden verursachen könnte.
Auslaß- Nockenwelle
Motormechanik
Ventilbetätigung
Vorteile:
Fazit:
Der Motor muß weniger Kraft aufwenden, um die Nockenwellen zu bewegen.
Aufbau
Der Rollenschlepphebel besteht aus einem Blechumformteil als Hebel und einer Nockenrolle mit Rollenlager. Er wird am Abstützelement aufgeclipst und am Ventil aufgelegt.
Das hydraulische Abstützelement ist von der Funktion her dem hydraulischen Tassenstößel gleich. Es dient zum Ventilspielausgleich und als Abstützung für den Rollenschlepphebel.
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Funktion
Bei der Bewegung des Rollenschlepphebels dient das Abstützelement als Drehpunkt. Der Nocken läuft auf der Nockenrolle und drückt den Hebel herunter. Durch den Hebel wird das Ventil betätigt.
Dadurch, daß der Hebelarm zwischen Nockenrolle und Abstützelement kleiner ist als zwischen Ventil und Abstützelement, wird mit einem relativ kleinen Nocken ein großer Ventilhub erreicht.
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zwischen dem hydraulischen Abstützelement und dem Rollenschlepphebel sowie zwischen dem Nocken und der Nockenrolle erfolgt über einen Ölkanal im Abstützelement. Dabei spritzt das Öl durch eine Bohrung im Rollenschlepphebel auf die Nockenrolle.
Öl
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Motormechanik
Das hydraulische Abstützelement
dient als Abstützung für den Rollenschlepphebel und gleicht das Ventilspiel aus.
Aufbau
Das Abstützelement steht mit dem Ölkreislauf in Verbindung. Es besteht aus:
- einem Kolben, - einem Zylinder und - einer Kolbenfeder.
Eine kleine Kugel bildet mit einer Druckfeder in der unteren Ölkammer ein Einwege-Ventil.
Ausgleichen des Ventilspiels
Entsteht ein Ventilspiel, wird der Kolben von der Kolbenfeder soweit aus dem Zylinder herausgedrückt, bis die Nockenrolle am Nocken anliegt. Beim Herausdrücken verringert sich der Öldruck in der unteren Ölkammer. Das Einwege-Ventil öffnet und Öl strömt nach. Wenn der Druck zwischen der unteren und der oberen Ölkammer ausgeglichen ist, schließt das Einwege-Ventil.
Der Ventilhub
Wenn der Nocken auf die Nockenrolle aufläuft, steigt der Druck in der unteren Ölkammer, weil sich das eingeschlossene Öl nicht verdichten läßt. Der Kolben läßt sich nicht weiter in den Zylinder drücken. Damit wirkt das Abstützele- ment wie ein starres Element, auf dem sich der Rollenschlepphebel abstützt. Das Ein- bzw. Auslaßventil öffnet.
Kolben mit Bohrung
Im Haupttrieb
wird die Kühlmittelpumpe und die Einlaßnockenwelle über einen Zahnriemen von der Kurbelwelle angetrieben. Eine automatische Spannrolle und zwei Umlenkrollen vermindern die Schwingungen des Zahnriemens.
Der Koppeltrieb
befindet sich außerhalb des Zylinderkopfes.
Im Koppeltrieb wird die Auslaßnockenwelle über einen zweiten Zahnriemen von der Einlaßnockenwelle angetrieben.
Auch hier vermindert eine automatische Spannrolle die Schwingungen des Zahnriemens.
Koppeltrieb
Die genaue Anweisung zum Einstellen der Steuerzeiten finden Sie im Reparaturleitfaden.
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Motormechanik
besteht beim 1,4l-16V-55kW-Motor aus Aluminium-Druckguß.
Die Laufbuchsen bestehen aus Grauguß. Sie sind in das Kurbelgehäuse eingegossen und können bearbeitet werden.
Ausschnitt aus dem
Die Kurbelwelle
Sie ist aus Grauguß gefertigt und besitzt nur vier Ausgleichsgewichte. Trotz dieser Gewichts- ersparnis hat die Kurbelwelle gleiche Laufeigen- schaften gegenüber Kurbelwellen mit acht Ausgleichsgewichten.
Sie dürfen die Kurbelwelle des 1,4l-Motors n
Schon beim Lösen der Lagerdeckel-Schraub Aluminium-Lagerstuhls, und er verformt sich Sind die Lagerdeckel-Schrauben gelöst word Kurbelwelle ersetzt werden.
Lagerdeckel
Lagerstühle
Ausgleichsgewicht
Ausgleich
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icht ausbauen oder lösen.
en entspannt sich das innere Gefüge des . en, muß das Kurbelgehäuse komplett mit
Kurbelwelle
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sgewicht
Ausgleichsgewicht
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Motormechanik
Auf der Kupplungsseite wird das Kurbelgehäuse von einem Dichtflansch abgedichtet. Im Dichtflansch befindet sich das Geberrad für den Geber für Motordrehzahl G28.
Dichtflansch mit Dichtung mit Federring
Bei dieser Art wird zwischen dem Dichtflansch und dem Geberrad mit einer Federring-Dichtung abgedichtet. Das Geberrad besitzt zusätzlich eine elastomere Dichtung zur Kurbelwelle hin. Das Geberrad ist genau positioniert auf die Kurbelwelle aufgepreßt.
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Bei dieser Motorengeneration werden in Zukunft Dichtflansche von zwei Herstellern verwendet. Der Aufbau (z.B. das Gehäuse des Gebers für Motordrehzahl) ist so unterschiedlich, daß der Hersteller beim Austausch nicht gewechselt werden darf.
Geber für Motordrehzahl G28
Dichtflansch mit PTFE-Dichtring
PTFE bedeutet Polytetrafluorethylen. Es ist bekannter unter dem Namen Teflon und bezeichnet eine bestimmte Art von hitzebeständigen, verschleißfesten Kunststoff.
Der PTFE-Dichtring dichtet direkt zwischen dem Dichtflansch und der Kurbelwelle. Dadurch ist keine zusätzliche elastomere Dichtung notwendig. Auch bei dieser Art des Dichtflansches wird das Geberrad genau positioniert aufgepreßt.
PTFE-Dichtring
Die genauen Anweisungen für den Einbau de Sie im Reparaturleitfaden.
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Gehäuse
Außenläufer
Innenläufer
Abdeckplatte
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Sie ist als Kurbelwellenölpumpe ausgeführt. Das bedeutet, der Innenläufer sitzt direkt auf dem vorderen Zapfenbereich der Kurbelwelle. Durch die besondere Ausformung dieses Bereiches konnte ein sehr geringer Außendurch- messer der Ölpumpe von 62 mm erreicht werden.
Der Begriff „Duocentric” beschreibt die geome- trische Form der Verzahnung von Innen- und Außenläufer.
Neben einer geringeren Reibung und einer Gewichtsersparnis von ca. 1 kg verbessert sich durch den direkten Antrieb von der Kurbelwelle die Geräuschentwicklung des Motors.
Das Gehäuse der Ölpumpe schließt den Zylinderblock nach vorne ab.
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Funktion
Der Innenläufer sitzt auf dem Kurbelwellenzap- fen und treibt den Außenläufer an. Durch die unterschiedlichen Drehachsen des Innen- und Außenläufers entsteht bei der Drehbewegung eine Raumvergrößerung auf der Saugseite.
Das Öl wird über einen Schnorchel angesaugt und zur Druckseite weitertransportiert.
Auf der Druckseite wird der Raum zwischen den Zähnen wieder kleiner. Das Öl wird in den Ölkreis hineingedrückt. Ein Druckbegrenzungsventil verhindert, daß der zulässige Öldruck z.B. bei hohen Drehzahlen überschritten wird.
Öl wird angesaugt
Druckbegrenzungsventil
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Motormechanik
Schneiden
Die Pleuel
Cracken
Beim Cracken wird das Pleuel als ganzes Teil bearbeitet und erst zum Schluß von einem Werkzeug mit großer Kraft in Pleuelstange und Pleuelstangendeckel getrennt.
Der Vorteil:
- Es entsteht eine unverwechselbare Bruchfläche. Dadurch passen immer nur die gleichen zwei Bauteile zueinander.
- Die Herstellung ist kostengünstiger. - Guter Kraftschluß.
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Abgasanlage
Die Hauptziele bei der Entwicklung der Abgasanlage waren neben Bauraum- und Gewichtseinsparungen vor allem eine Erfüllung strengerer Abgasnormen.
Der Abgaskrümmer besteht aus vier in einem Flansch zusammengeführten Einfachrohren. Dadurch ergibt sich eine Gewichtsersparnis von ca. 4,5 kg gegenüber herkömmlichen Abgas- anlagen. Außerdem wird dadurch der Abgas- krümmer, der Katalysator und die Lambda- Sonde schneller aufgeheizt und die Abgasreini- gung schneller wirksam.
Micro-Katalysator
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Lambda-Sonde
Beim 1,4 l - Motor mit den Motorkennbuchstaben AKQ ist in dem Vorrohr der Abgasanlage ein Micro-Katalysator mit einem Metallträger eingeschweißt. Auf diesem Metall- träger befindet sich die katalytische Beschich- tung. Die Lambdasonde ist vor dem Micro-Katalysator eingeschraubt.
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a) ist im Zylinderkopf und dem Nockenwellengehäuse untergebracht,
b) hat dreifach gelagerte Nockenwellen, deren axiales Spiel durch die Verschlußdeckel und das Nockenwellengehäuse begrenzt wird,
c) hat einen Zylinderkopf, der den gesamten Ventiltrieb beinhaltet und einen Zylinderkopfdeckel.
2. Bei der Ventilbetätigung über Rollenschlepphebel
a) sind Ventil und Hebel fest miteinander verbunden,
b) wird auftretendes Ventilspiel automatisch ausgeglichen,
c) ist die Reibung und die bewegte Masse gegenüber Tassenstößeln gering,
d) muß ein großer Nocken für ausreichenden Ventilhub sorgen.
3. Die Kurbelwelle
a) muß zur Überprüfung ausgebaut und neu geschmiert werden,
b) darf nicht gelöst werden und kann nur komplett mit dem Kurbelgehäuse ausgetauscht werden.
4. Beschriften Sie die Zeichnung.
Prüfen Sie Ihr Wissen
Bei der neuen Motorengeneration kommt das Motormanagement Magneti Marelli 4AV zum Einsatz. Es ist im Wasserkasten untergebracht.
Das Motorsteuergerät besitzt die gängigen Funktionen:
- zylindersequentielle Einspritzung mit Schnellstart,
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Im Unterschied zum Motorsteuergerät der Version 1AV hat die 4AV:
- eine ruhende Hochspannungsverteilung, - einen Hallgeber an der
Einlaßnockenwelle und - einen Geber für Motordrehzahl an der
Kurbelwelle anstelle der bisher üblichen Erkennung über den Zündverteiler.
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Geber für Motordrehzahl G28
Geber für Geschwindigkeitsmesser G22 Steuergerät mit Anzeigeeinheit im Schalttafeleinsatz J285
Zusatz-Eingangssignale Klimaanlagen-Kompressor-Signal Klimaanlagendruck-Signal
Kraftstoffpumpenrelais J17 Kraftstoffpumpe G6
Ventil für Abgasrückführung N18
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J448
P Q
Ruhende Hochspannungsverteilung
Der Zündtrafo für die ruhende Hochspannungs- verteilung befindet sich am Ende des Nockenwellengehäuses.
Vorteile der ruhenden Hochspannungsverteilung:
- kein mechanischer Verschleiß (wartungsfrei),
rotierenden Zündverteilung - weniger Hochspannungsleitungen.
Das Motorsteuergerät berechnet zwischen zwei Zündvorgängen den Zündzeitpunkt. Die Hauptinformationen dafür sind die Drehzahl und die Last. Weitere Einflußgrößen sind zum Beispiel die Kühlmitteltemperatur und die Klopfregelung. Das Motorsteuergerät paßt so den Zündzeit- punkt an jeden Betriebszustand des Motors an. Dies erhöht den Wirkungsgrad des Motors, ver- ringert den Kraftstoffverbrauch und verbessert das Abgasverhalten.
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elektrische Schaltung
Im Zündtrafo sind Endstufe und Zündspulen in einem Bauteil zusammengefaßt. Die Zylinder 1 und 4 sowie 2 und 3 haben jeweils eine gemeinsame Zündspule. Das heißt, bei den Zylinderpaaren wird gleichzeitig gezündet. Der eine Zylinder befindet sich dabei kurz vor dem Arbeitstakt und der andere im Ausstoßtakt.
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Motormanagement
Auswirkung bei Ausfall
Ohne Zündtrafo oder Zündspule können die Zündkerzen nicht mit Energie versorgt werden.
Zylinder: 1 4 2 3
Der Geber für Motordrehzahl G28
ist in den Dichtflansch eingesteckt und mit einer Schraube befestigt.
Er tastet ein 60-2 Geberrad ab, auf dessen Umfang 58 Zähne und eine zwei-zahn-große Lücke als Bezugsmarke vorhanden sind. Das Geberrad wird auf der Kurbelwelle positioniert.
J448
G28
60-2 Geberrad
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Dichtflansch
Bezugsmarke
Signalverwendung
Durch das Signal des Gebers für Motordrehzahl wird die Motordrehzahl und die genaue Stellung der Kurbelwelle erfaßt. Mit diesen Informationen werden die Einspritz- und Zündzeitpunkte festge- legt.
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Auswirkung bei Signalausfall
Bei Ausfall des Gebers für Motordrehzahl schaltet das Motorsteuergerät in den Notlauf. Die Drehzahl und Nockenwellenposition errechnet sich das Steuergerät dann aus den Informationen des Hallgebers G40. Zum Schutz des Motors wird die maximale Motordrehzahl herabgesetzt. Ein Neustart ist weiterhin möglich.
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G40
G69
J448
Motormanagement
Signalverwendung
Durch ihn und den Geber für Motordrehzahl wird der Zünd-OT des ersten Zylinders erkannt. Diese Information ist für die zylinderselektive Klopfregelung und die sequentielle Einspritzung notwendig.
elektrische Schaltung
Hallgeber G40
Auswirkung bei Signalausfall
Bei einem Ausfall des Gebers läuft der Motor weiter und kann auch wieder gestartet werden. Das Motorsteuergerät schaltet in den Notlauf. Die Einspritzung erfolgt dann parallel und nicht mehr sequentiell.
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Funktion allgemein
Immer, wenn sich ein Zahn am Hallgeber vorbeidreht, entsteht eine Hallspannung. Die Dauer der Hallspannung entspricht der Länge des jeweiligen Zahnes. Diese Hallspan- nung wird an das Motorsteuergerät gesendet und dort ausgewertet.
Die Signale können mit dem digitalen Speicher- Oszilloskop des VAS 5051 angezeigt werden.
Funktion der Zylinder-1-Erkennung
Bekommt das Motorsteuergerät zur gleichen Zeit eine Hallspannung vom Hallgeber und das Bezugsmarkensignal des Gebers für Motordrehzahl, dann befindet sich der Motor im Verdichtungstakt des 1. Zylinders. Das Motorsteuergerät zählt die Zähne des Drehzahl-Geberrades nach dem Bezugsmarken- signal und kann daraus die Kurbelwellenposition ermitteln.
Beispiel: Der 14. Zahn nach der Bezugsmarke entspricht dem OT des 1. Zylinders.
Funktion der Schnellstart-Erkennung
Aufgrund der drei Zähne kann die momentane Stellung der Nockenwelle zur Kurbelwelle schnell erkannt werden. Dadurch kann die erste Verbrennung eher eingeleitet werden, und der Motor springt schneller an.
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N18 Ventil für Abgasrückführung
N30 Einspritzventil Zylinder 1
N31 Einspritzventil Zylinder 2
N32 Einspritzventil Zylinder 3
N33 Einspritzventil Zylinder 4
N80 Magnetventil 1 für
J362
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Je nach Fahrzeugtyp befindet sich das Steuergerät für Wegfahrsicherung im Schalttafeleinsatz (zum Beispiel Golf ‘98) oder in der Schalttafel (zum Beispiel Polo).
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Eigendiagnose
Funktion 02 Fehlerspeicher abfragen
Fehler an den farbig gekennzeichneten Sensoren und Aktoren werden im Fehlerspeicher abgelegt.
G42
G71
G28
G40
G39
G62
- Drosselklappensteller V60, - Magnetventil 1 für Aktivkohlebehälter-Anlage N80, - Ventil für Abgasrückführung N18, - Signal für Motordrehzahl, - Kraftstoffpumpenrelais J17 - Motor/Klimakompressor elektrische Verbindung
Der Meßwerteblock hilft bei der Fehlersuche und Überprüfung der Aktoren und Sensoren. Die Signale der farbig gekennzeichneten Bauteile werden in der Funktion 08 ausgegeben.
Klima-Kompressor Eingang
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Service
Spezialwerkzeuge
T10016 Nockenwellenarretierung
T10017 Montagevorrichtung
T10022 - Hülse Dichtring für Kurbelwelle-Riemenschei- benseite ersetzen.
T10022/1 - Druckstück T10022/2 - Spindel
Bezeichnung VerwendungWerkzeug
1. Welche Funktionen unterscheiden das Motorsteuergerät Magneti Marelli 4AV von der Version 1AV?
a) zylindersequentielle Einspritzung
b) ruhende Hochspannungsverteilung
d) Geber für Motordrehzahl an der Kurbelwelle
e) Diagnosefähigkeit
a) Er dient ausschließlich zur Erkennung der Motordrehzahl.
b) Durch ihn erfolgt die Erkennung des 1. Zylinders.
c) Er ermöglicht die Schnellstartfunktion.
3. Was ist Richtig?
a) Der Drehzahlgeber G28 wird von außen in das Kurbelgehäuse eingesteckt.
b) Der Drehzahlgeber G28 wird in den Dichtflansch eingesteckt und mit einer Schraube befestigt.
c) Der Drehzahlgeber G28 ist im Kurbelgehäuse montiert und kann nur nach Demontage der Ölwanne erreicht werden.
4. Welche Zylinder werden von welcher Spule mit Zündspannung versorgt?
Prüfen Sie Ihr Wissen
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Notizen
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Lösungen:
Seite 20 1. a), b) 2. b), c) 3. b) 4. a) Auslaßnockenwelle, b) Nockenwellengehäuse, c) Zylinderkopfunterteil,
d) hydr. Abstützelement, e) Einlaßnockenwelle, f) Rollenschlepphebel
Seite 33 1.b), c), d) 2.b), c) 3.b) 4.a) Zylinder 1, b) Zylinder 4, c) Zylinder 2, d) Zylinder 3
Service. 196
gebleichtem Zellstoff hergestellt.
Alle Rechte sowie technische Änderungen vorbehalten
740.2810.13.00 Technischer Stand 03/98